JPH0810301B2 - 多色表示装置の製造方法 - Google Patents

多色表示装置の製造方法

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JPH0810301B2
JPH0810301B2 JP1341146A JP34114689A JPH0810301B2 JP H0810301 B2 JPH0810301 B2 JP H0810301B2 JP 1341146 A JP1341146 A JP 1341146A JP 34114689 A JP34114689 A JP 34114689A JP H0810301 B2 JPH0810301 B2 JP H0810301B2
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高和 福地
充 杉野谷
幸信 守田
▲てつ▼也 野町
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セイコー電子工業株式会社
王子トービ株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液晶カラーテレビ,パーソナルコンピュー
タの表示装置,ビデオ表示装置,計測機器の表示パネル
等あらゆる多色表示装置の製造方法に関するものであ
る。
〔発明の概要〕
本発明は、基板上に形成された透明導電膜パターンに
高分子からなる複数のカラーフィルターを形成した後
に、カラーフィルター上に再び透明導電膜をイオンプレ
ーティング法により形成し、上下の透明導電膜を電気的
に導通させることにより多色表示装置の駆動を容易にさ
せると同時に品質向上を実現することを特徴とする多色
表示装置の製造方法を提供する。
〔従来の技術〕
近年、液晶表示はセル内のカラーフィルターを通る光
を液晶シャッターでON/OFFすることにより多色表示を実
現させる技術が進んできている。カラーフィルター上の
駆動電極はカラーフィルターの製法の如何にかかわら
ず、液晶を駆動させるために透明導電膜が用いられてい
る。
第4図にカラーフィルター上に透明電極を形成した多
色表示装置の従来技術の例を模式断面図で示した。以下
その製造方法について説明する。
41はガラスよりなる基板でその上にITO透明電極42が
所定のパターンに形成される。ITO電極上にはカラーフ
ィルターが電着法により形成される。他のカラーフィル
ター製法である染色法,印刷法,顔料分散レジストによ
るフォトリングラフィ法ではこのITO透明電極は通常必
要としない。電着法は高分子と色素を含む溶液から選択
的に電極に電圧を印加することにより、透明電極上に着
色膜を析出させるものである。
染色法は、感光性ゼラチン等の可染性の高分子を塗布
し、フォトリソグラフィによってパターンを形成し、そ
れぞれの色を順次染色していく方法である。
印刷法は微細パターンを形成させるための特殊な印刷
技術により多色インキを順次印刷していくものである。
顔料分散レジストによるフォトリソグラフィ法は、染
色法の改良法であり、予め感光性樹脂中に多色の顔料を
それぞれ分散させたものをガラス基板上に塗布しフォト
リソグラフィ法により順次パターニングしていく方法で
ある。
第4図において44はカラーフィルター上に設ける透明
電極45を安定的にパターニングさせるために必要なトッ
プコート層である。通常トップコートがない場合、カラ
ーフィルター上の透明電極はパターニング工程の種々の
熱処理でクラックや剥離現象が生じ透明電極の形成が不
可能になる。
45はカラーフィルター上の透明電極であり、スパッタ
リング法て製膜された後フォトレジストを塗布し、フォ
トマスクを正確にカラーフィルターパターンにアライメ
ントし、光を照射して露光する。次に露出したITOをエ
ッチング除去し、フォトレジストを剥離し、カラーフィ
ルター上に透明電極を形成する。
このようにカラーフィルターと透明電極45を形成した
基板41を透明電極45をつけた基板46と相対向させ、その
間に液晶49を挟持させて多色表示装置とする。
〔発明が解決しようとする課題〕
前述のようにカラーフィルター上透明電極の作製を従
来のスパッタリング法で行うと、カラーフィルターが有
機高分子からなるため、耐熱性が低く成膜時の基板温度
をあまり上げることができず、ガラス等の無機物基板に
成膜する場合に比べ低温プロセスとなってしまい、でき
た膜と基板材との密着性が劣ることになる。その結果、
剥離等の不良を引き起こしやすい。また、密着性を向上
させるために使用している有機高分子であるトップコー
トの耐熱性の限界まで加熱して成膜すると、カラーフィ
ルターの熱変形及びトップコートとの熱変形量の差によ
るストレスが各膜界面に集中し、透明導電膜にクラック
等の不良が生じやすいという問題がある。
また、カラーフィルター上の透明導電膜は、液晶駆動
用電極として使われるが、多色表示装置の外周部での外
部端子との接続の際、カラーフィルターやトップコート
の膜厚の分だけ段差が生じて加熱圧着工程時にカラーフ
ィルター上の透明電極が断線を起こす問題が生じた。こ
の問題を避けるためにカラーフィルターやトップコート
を基板外周まで延長させると、前記外部端子との加熱圧
着時に変形し、接続不良が生じるという問題があった。
〔課題を解決するための手段〕
本発明では上記のような問題点を解決するために次の
ように考え検討した。有機高分子膜上に無機物質である
透明電極を成膜することはスパッタリング法では種々の
限界があり、密着性を向上させる上で他の成膜技術を採
用する必要があると考えた。その結果、イオンプレーテ
ィング法により成膜した透明電極が有機高分子からなる
カラーフィルターやトップコートに高い密着性があるこ
とを見出した。さらに、通常カラーフィルター上に直接
透明電極の成膜は出来難いとされているが、イオンプレ
ーティング法を採用することにより、トップコートなし
で直接カラーフィルター上に透明電極を成膜できること
もわかった。しかも、電着法によるカラーフィルターを
用いることで、カラーフィルターの下層にある透明電極
との電気的導通が得られることわ見出した。
また、カラーフィルター基板の外周部におけるシール
や外部接続端子接続時の加熱圧着によるカラーフィルタ
ー上透明電極の断線回避は、接続部より内側で上下の透
明電極をつなげることにより可能であることもわかっ
た。
〔作用〕
一般に、有機高分子とITOのような無機物では加熱時
のストレインは大きく異なり、両者の界面での接触状態
すなわち密着性が十分強いものでなければ、加熱工程で
の界面のズレが生じ剥離やクラックが生じることにな
る。スパッタリングによる透明電極の成膜では、カラー
フィルター上に到達する分子の有するエネルギーは比較
的小さく、透明電極膜を構成する分子とカラーフィルタ
ーとの結合が弱くなり、界面における熱ストレスが発生
すると剥離やクラック等の問題が生じるものと考えられ
る。
一方、イオンプレーティング法による透明電極の成膜
の場合にはカラーフィルター表面へ衝突する分子エネル
ギーが相当高いために、カラーフィルター内に衝突した
分子が深くもぐり込み、強い結合力となり密着性が大き
くなるものと考えられる。しかも、電着カラーフィルタ
ーの場合は、カラーフィルター内部に無数の微細な孔が
あいている状態であり、このポーラスなカラーフィルタ
ーにイオンプレーティング法による透明電極の高いエネ
ルギーを有する分子が衝突すると、無数の孔の部分でカ
ラーフィルターの下層の透明電極まで貫通するものまで
現れ、上下の透明電極が電気的に導通することになる。
よって、上下導通の得られた2つの透明電極は事実上
カラーフィルターを挟んで一本の電極として見ることが
できる。このようにして得られた透明電極であれば、液
晶を駆動させるためにどちらの電極を用いても良いこと
になり、外部との接続のために有利なカラーフィルター
より下にある透明電極を用いれば良いわけである。さら
に、上下の透明電下の電極を確実にするために、外部接
続端子部より内側でカラーフィルターを打ちきり、端子
部より内側でカラーフィルター上透明電極をカラーフィ
ルター下透明電極に接続させるように成膜すればよい。
〔実施例〕
以下、実施例に基づき本発明を説明する。
〔実施例1〕 第1図は本発明による多色液晶表示装置の断面図であ
る。1はガラス基板、2はITO電極、ITO電極上に電着法
によりポリエステル−メラミン樹脂と色素からなる膜厚
1.2ミクロンのカラーフィルター3を形成した。電着カ
ラーフィルタ3は、一見連続した樹脂層に見える。とこ
ろが、カラーフィルタ形成時に多量の酸素ガスが発生す
るため、微視的に観察すると、カラーフィルタ層には無
数の微細な孔が多数あいている。第1図のカラーフィル
タ3は、その微細な孔のあいている断面を、誇張して模
式化しているものである。なお、電着法によるカラーフ
ィルターの製法は特開昭59-114572に詳しく開示されて
いる。4はITOからなる第2の電極であり、以下の方法
により形成した。第3図は実施例に用いたイオンプレー
ティング装置の断面図である。図中、真空室31はベルジ
ャ32によって気密に保たれている。この真空室31は真空
ポンプによる排気系33によって排気する。ベルジャ32は
ガス導入口34を設けている。
透明導電膜形成時には、まずベルジャ32内を排気系33
によって排気して、次いで、ガス導入口34より不活性ガ
スを導入して不活性ガス分圧をおよそ10-5〜10-2Torr程
度に調整する。この不活性ガスはアルゴン,ヘリウム,
水素などから選択できるが、本実施例ではアルゴンを7.
5×10-4Torrの圧力にした。
ベルジャ32の内部には、カラーフィルターのついた基
板35及びホルダー36からなる基板系と、膜形成のための
酸化錫5%、酸化インジウム95%よりなる蒸発源物質37
およびハース38と共に、プラズマビーム発生装置39を設
ける。このプラズマビーム発生装置には、プラズマ放電
のための不活性ガス導入装置40を設けている。
アルゴン等の不活性ガスを導入装置40から導入して、
次に電圧を印加してプラズマ放電を生起され、プラズマ
ビーム41を放射させる。このプラズマビーム41は蒸発源
物質37の蒸発とイオン化励起を行う。プラズマビーム41
の集束化,安定化のために磁石42,43を設けてもよい。
この磁石による磁界により、プラズマビームはより効果
的に集束する。また、ベルジャ32には反応性ガス導入装
置44を設ける。この装置44は反応性ガスをプラズマビー
ム中に供給するようにする。本実施例では反応性ガスと
して酸素を9×10-4Torrの圧力で用いた。
本実施例ではカラーフィルターのついた基板35を移動
させながら70V,250Vの放電を行い、膜厚2500Å、透過率
83%、表面抵抗13〜17Ω/口の透明導電膜を得た。ま
た、この透明導電膜はカラーフィルターの下ITO2と電気
的に導入を有していた。
第1図に戻り多色表示装置の製造方法について説明す
る。このように形成されたカラーフィルター上の透明導
電膜をフォトリソグラフィを用いて所定の形状にパター
ニングし透明電極4とした。この透明電極4とITO2とも
また電気的導通を有していた。
5は対向ガラス基板でその上にITO電極6を形成した
後、基板1と相対向させその間隙に液晶を挟持して多色
液晶表示装置を構成した。本実施例においてカラーフィ
ルター上のITO電極4は密着力に優れており、成膜時の
剥離,クラック等は全くなかった。その後200℃、5時
間程度の加熱に対しても抵抗値の変化もなく、十分な密
着性を維持していた。
カラーフィルター上透明電極4は、パターニング時に
外部接続端子部9まで延長させず、多色液晶表示装置の
シール8までにして、外部接続端子用透明電極はカラー
フィルター下ITO2を用いた多色液晶表示装置を作製し、
液晶を駆動させたところ正常に動いた。
〔実施例2〕 第2図に本発明による多色表示装置の他の実施例の断
面図を示す。21はガラス基板、22はITO透明電極、透明
電極上に電着によるアクリル−メラミン樹脂と色素から
なるカラーフィルター23を形成した。カラーフィルター
の膜厚は2.0ミクロンと実施例1よりも厚くした。カラ
ーフィルター上ITO24はカラーフィルター下ITOと外周部
で接続させ、上下導通を確実にさせた。
カラーフィルター上ITOは実施例1と同様にイオンプ
レーティング法で作製した。25は対向ガラス基板でその
上に透明電極26を形成した後、基板21と相対向させてそ
の間隙部に液晶を挟持して多色液晶表示装置を作製した
ところ、実施例1と同様な効果が得られた。
〔発明の効果〕
以上実施例において具体的に説明してきたように、本
発明による多色表示装置の製造方法によれば、イオンプ
レーティング法によりカラーフィルター上に直接透明電
極が設けられ、かつ有機高分子であるカラーフィルター
との密着性に優れるという効果を有している。また、カ
ラーフィルターの下ITOが接続用端子電極として利用で
きるため、シール圧着や外部電極との接続時に加わる熱
ストレスによる欠陥も全くなく、高信頼でかつ歩留まり
の高い多色表示装置の製造が可能になった。
さらに、カラーフィルター上のトップコートが不用に
なり、製造コストの面でも有利な製造方法であることか
ら、本発明は信頼性の高い低廉価な多色表示装置を提供
しうるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による多色液晶表示装置の実施例の断面
図、第2図は本発明による多色液晶表示装置の他の実施
例を示す断面図、第3図はイオンプレーティング装置の
断面図、第4図は従来の多色液晶表示装置の実施例の断
面図である。 1,5,21,25,41,46……ガラス基板 2,4,6,22,24,26,45,47……透明電極 3,23,43……カラーフィルター 7,27,49……液晶 8,28,48……シール 9,29……外部端子部 31……真空室 32……ベルジャ 33……排気系 34……ガス導入口 35……カラーフィルター付基板 36……基板ホルダー 37……蒸発源物質 38……ハース 39……プラズマビーム発生装置 50……不活性ガス導入装置 51……プラズマビーム 52、53……磁石 54……反応性ガス導入装置
フロントページの続き (72)発明者 守田 幸信 東京都中央区日本橋小伝馬町2番3号 王 子トービ株式会社内 (72)発明者 野町 ▲てつ▼也 東京都中央区日本橋小伝馬町2番3号 王 子トービ株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】カラーフィルターを用いた多色表示装置の
    製造方法において、 基板上にパターニングされた透明導電膜を形成する工程
    と、 該透明導電膜上に一色もしくは二色以上の高分子からな
    るカラーフィルターを電着にて形成する工程と、 該カラーフィルター上に再び、反応性プラズマ方式イオ
    ンプレーティング法により透明導電膜を形成し、該カラ
    ーフィルターを挟む上下の透明導電膜を導通させること
    を特徴とする多色表示装置の製造方法。
  2. 【請求項2】前記カラーフィルターに用いられる高分子
    がポリエステル樹脂とメラミン樹脂もしくはアクリル樹
    脂とメラミン樹脂との硬化物からなることを特徴とする
    第1項記載の多色表示装置の製造方法。
  3. 【請求項3】前記反応性プラズマ方式イオンプレーティ
    ング法がプラズマビーム発生装置とガス分圧の制御を行
    って連続的に移動する前記基板表面上に透明導電膜を低
    温で形成する方法であることを特徴とする第1項記載の
    多色表示装置の製造方法。
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